Beykozlu
Member
Üstünlüklerin beyin araştırması
Küçük bir küpte fare beyni nedir?
Mevcut bağlantıyı kopyalayın
Anma listesine ekle
Düşünme, duygular, farkındalık – sadece beynin nasıl çalıştığını anlıyoruz. Mini bir beyin dokusu için, araştırmacılar şimdi hücreler için hücreleri nasıl bağlandıklarını araştırdılar.
Kübik bir milimetre – bu küçük bir haşhaş tohumu kadar. Böyle küçük bir küpün fare beyni kaç tane sinir hücresi var? Toplam 150'den fazla araştırmacının takımları bir dizide birbirini rapor ettiği için 84.000 civarında inanılmaz. Ek olarak, sinir hücreleri arasında sinapslar adı verilen – ve yaklaşık 5.4 kilometre nöronal kablolama arasında yaklaşık yarım milyar temas noktası vardır.
Ortaya çıkan devre diyagramı ve ilişkili veriler 1.6 petabayt boyutuna sahiptir – bu, parti gibi, kar amacı gütmeyen bir araştırma kurumu olarak 22 yıllık kesintisiz HD Haber oynatmaya karşılık gelir. Sadece bir tane dokusu incelenmiş olsa da, bu beyin küpünün tam fonksiyonel devre diyagramı, beynin bir bütün olarak nasıl organize edildiğini ve farklı hücre tiplerinin birlikte nasıl çalıştığını tanımlamaya yardımcı olur.
Ortak proje “Mikronlar” (kortikal ağlardan gelen makine zekası) sonuçları “Nature” uzman dergilerinde yayınlandı. Genel olarak, beyinler, uyaranlar tarafından aktive edilen ve sinapslarla bağlanan nöronlar da dahil olmak üzere bir hücre ağından oluşur. Bilişsel işlevlerin temeli, nöronal aktivasyon ve hücrelerin ağ oluşturması arasındaki etkileşimdir.
Bunun imkansız olduğunu düşündü
1979'da ünlü moleküler biyolog Francis Crick (1916-2004), kübik milimetre beyin dokusu ve tüm nöron ateşi için kesin bir devre diyagramı oluşturmanın imkansız olduğunu söyledi. Son yedi yılda, dünya çapında “Mikronlar” ekibi bu hedefi daha gerçekçi hale getirdi. James Watson ve Maurice Wilkins ile Crick, biyoloji alanında bir kilometre taşı olan genetik madde DNA'sının ünlü çift sarmal modelini geliştirmişti.
“Mikron” bilim adamları başlangıçta, günlerce çeşitli Haber kayıtları gösterilen özel mikroskoplu bir farenin görsel korteksinin büyük bir kısmında yaklaşık 75.000 nöronun aktivitesini kaydetti. Hayvan genetik olarak, nöronları aktif olduklarında bir floresan protein gösterecek şekilde değiştirildi.
Fare daha sonra öldürüldü ve beynin aynı kübik milimetresi yaklaşık 28.000 vardiyada parçalandı – inanılmaz derecede ince dilimler. Her katmandan yüksek çözünürlüklü görüntüler yapılmıştır. Başka bir ekip, hücreleri ve bağlantıları 3D olarak yeniden yapılandırmak için yapay zeka ve makine öğrenimi kullandı.
Bugüne kadar koruyucu devre şeması
Beyin aktivitesinin kayıtlarıyla birlikte, sonuç tüm enstitülerin söylediği gibi, bugüne kadar beynin en büyük devre diyagramıydı. Yaklaşık 84.000 nöron, 524 milyon sinaptik bağlantı ve birkaç kilometre – diğer hücrelere yol açan dallar – dahil olmak üzere toplam 200.000'den fazla hücre tanımlanmıştır. Diğer şeylerin yanı sıra, aksonlar alanında, büyük veri kayıtları şu anda daha fazla kontrol edilecek ve geliştirilecekti.
Sonuçlar, araştırma tesisinden beynin incelenmesi için yeni olasılıklar sunduğunu söyledi. Bu aynı zamanda nöral iletişimin bozulduğu Alzheimer, Parkinson, otizm ve şizofreni gibi hastalıkları da etkiler. Mitautor Nuno da Costa, “Kırık bir radyo varsa ve devre şemasını biliyorsanız, daha iyi onarabilirsiniz.” Dedi. Gelecekte, sağlıklı bir farede beyin kabloları, bir hastalık modelinde bulunan sağlıklı bir faredeki planla karşılaştırılabilir.
Takımlardaki en şaşırtıcı bulgulardan biri, beyinde yeni bir inhibisyon ilkesini keşfetme bilgilerine göre idi. Şimdiye kadar hücrelerin inhibe edilmesinin – yani nöral aktiviteyi baskılayanların – diğer hücrelerin etkilerini doğrudan azalttığı varsayılmıştır. Aslında, olan şey daha karmaşıktır: inhibitör hücreler bazen bir koordinasyon ve işbirliği sisteminde hedef hücreler konuşur. Bazı inhibitör hücreler birlikte çalışır ve birkaç heyecan verici hücreyi bastırırken, diğerleri araştırmacıların açıkladığı gibi sadece belirli türleri ele alır.
Sanattan türe ve hayvana sapmalar mı?
Analizlerin kısıtlamaları, verilerin tek bir türün tek bir hayvanından gelmesini ve bu nedenle başlangıçta sadece tamamen genelleştirilmesini içerir. Ayrıca, belirli hücre tiplerinin sadece birkaç kopyasını içeriyorlardı.
Araştırmacılar, farelerin görsel korteksi insanlar da dahil olmak üzere diğer memelilerinkine benzer. Ama beynin sadece küçük bir bölgesidir. Tam devreleri incelemek için daha kapsamlı kartlar gereklidir – ancak teknoloji ve yöntemlerin daha da geliştirilmesi gerekecektir.
“Bu kısıtlamalara rağmen, bu çalışma ileriye doğru büyük bir adımdır ve Nörobilimlerde gelecekteki keşifler için paha biçilmez bir paylaşılan kaynak sunuyor,” diye yazın Mariela Petkova ve Cambridge'deki Harvard Üniversitesi'nden Gregor Schukknecht, “Doğa” da eşlik eden bir yorumda. “Mikronlar” projesi, beyin yapısını aktif bir memelinin nöronal aktivitesiyle birleştiren şimdiye kadarki en kapsamlı veri kaydıdır.
DPA
Küçük bir küpte fare beyni nedir?
Mevcut bağlantıyı kopyalayın
Anma listesine ekle
Düşünme, duygular, farkındalık – sadece beynin nasıl çalıştığını anlıyoruz. Mini bir beyin dokusu için, araştırmacılar şimdi hücreler için hücreleri nasıl bağlandıklarını araştırdılar.
Kübik bir milimetre – bu küçük bir haşhaş tohumu kadar. Böyle küçük bir küpün fare beyni kaç tane sinir hücresi var? Toplam 150'den fazla araştırmacının takımları bir dizide birbirini rapor ettiği için 84.000 civarında inanılmaz. Ek olarak, sinir hücreleri arasında sinapslar adı verilen – ve yaklaşık 5.4 kilometre nöronal kablolama arasında yaklaşık yarım milyar temas noktası vardır.
Ortaya çıkan devre diyagramı ve ilişkili veriler 1.6 petabayt boyutuna sahiptir – bu, parti gibi, kar amacı gütmeyen bir araştırma kurumu olarak 22 yıllık kesintisiz HD Haber oynatmaya karşılık gelir. Sadece bir tane dokusu incelenmiş olsa da, bu beyin küpünün tam fonksiyonel devre diyagramı, beynin bir bütün olarak nasıl organize edildiğini ve farklı hücre tiplerinin birlikte nasıl çalıştığını tanımlamaya yardımcı olur.
Ortak proje “Mikronlar” (kortikal ağlardan gelen makine zekası) sonuçları “Nature” uzman dergilerinde yayınlandı. Genel olarak, beyinler, uyaranlar tarafından aktive edilen ve sinapslarla bağlanan nöronlar da dahil olmak üzere bir hücre ağından oluşur. Bilişsel işlevlerin temeli, nöronal aktivasyon ve hücrelerin ağ oluşturması arasındaki etkileşimdir.
Bunun imkansız olduğunu düşündü
1979'da ünlü moleküler biyolog Francis Crick (1916-2004), kübik milimetre beyin dokusu ve tüm nöron ateşi için kesin bir devre diyagramı oluşturmanın imkansız olduğunu söyledi. Son yedi yılda, dünya çapında “Mikronlar” ekibi bu hedefi daha gerçekçi hale getirdi. James Watson ve Maurice Wilkins ile Crick, biyoloji alanında bir kilometre taşı olan genetik madde DNA'sının ünlü çift sarmal modelini geliştirmişti.
“Mikron” bilim adamları başlangıçta, günlerce çeşitli Haber kayıtları gösterilen özel mikroskoplu bir farenin görsel korteksinin büyük bir kısmında yaklaşık 75.000 nöronun aktivitesini kaydetti. Hayvan genetik olarak, nöronları aktif olduklarında bir floresan protein gösterecek şekilde değiştirildi.
Fare daha sonra öldürüldü ve beynin aynı kübik milimetresi yaklaşık 28.000 vardiyada parçalandı – inanılmaz derecede ince dilimler. Her katmandan yüksek çözünürlüklü görüntüler yapılmıştır. Başka bir ekip, hücreleri ve bağlantıları 3D olarak yeniden yapılandırmak için yapay zeka ve makine öğrenimi kullandı.
Bugüne kadar koruyucu devre şeması
Beyin aktivitesinin kayıtlarıyla birlikte, sonuç tüm enstitülerin söylediği gibi, bugüne kadar beynin en büyük devre diyagramıydı. Yaklaşık 84.000 nöron, 524 milyon sinaptik bağlantı ve birkaç kilometre – diğer hücrelere yol açan dallar – dahil olmak üzere toplam 200.000'den fazla hücre tanımlanmıştır. Diğer şeylerin yanı sıra, aksonlar alanında, büyük veri kayıtları şu anda daha fazla kontrol edilecek ve geliştirilecekti.
Sonuçlar, araştırma tesisinden beynin incelenmesi için yeni olasılıklar sunduğunu söyledi. Bu aynı zamanda nöral iletişimin bozulduğu Alzheimer, Parkinson, otizm ve şizofreni gibi hastalıkları da etkiler. Mitautor Nuno da Costa, “Kırık bir radyo varsa ve devre şemasını biliyorsanız, daha iyi onarabilirsiniz.” Dedi. Gelecekte, sağlıklı bir farede beyin kabloları, bir hastalık modelinde bulunan sağlıklı bir faredeki planla karşılaştırılabilir.
Takımlardaki en şaşırtıcı bulgulardan biri, beyinde yeni bir inhibisyon ilkesini keşfetme bilgilerine göre idi. Şimdiye kadar hücrelerin inhibe edilmesinin – yani nöral aktiviteyi baskılayanların – diğer hücrelerin etkilerini doğrudan azalttığı varsayılmıştır. Aslında, olan şey daha karmaşıktır: inhibitör hücreler bazen bir koordinasyon ve işbirliği sisteminde hedef hücreler konuşur. Bazı inhibitör hücreler birlikte çalışır ve birkaç heyecan verici hücreyi bastırırken, diğerleri araştırmacıların açıkladığı gibi sadece belirli türleri ele alır.
Sanattan türe ve hayvana sapmalar mı?
Analizlerin kısıtlamaları, verilerin tek bir türün tek bir hayvanından gelmesini ve bu nedenle başlangıçta sadece tamamen genelleştirilmesini içerir. Ayrıca, belirli hücre tiplerinin sadece birkaç kopyasını içeriyorlardı.
Araştırmacılar, farelerin görsel korteksi insanlar da dahil olmak üzere diğer memelilerinkine benzer. Ama beynin sadece küçük bir bölgesidir. Tam devreleri incelemek için daha kapsamlı kartlar gereklidir – ancak teknoloji ve yöntemlerin daha da geliştirilmesi gerekecektir.
“Bu kısıtlamalara rağmen, bu çalışma ileriye doğru büyük bir adımdır ve Nörobilimlerde gelecekteki keşifler için paha biçilmez bir paylaşılan kaynak sunuyor,” diye yazın Mariela Petkova ve Cambridge'deki Harvard Üniversitesi'nden Gregor Schukknecht, “Doğa” da eşlik eden bir yorumda. “Mikronlar” projesi, beyin yapısını aktif bir memelinin nöronal aktivitesiyle birleştiren şimdiye kadarki en kapsamlı veri kaydıdır.
DPA